本发明属于计量测试,具体涉及一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置及方法。
背景技术:
1、随着我国核事业的深入推进,关键涉核场所下的放射性气体监测成为了公众关心的问题。放射性气体(氚、氩、氪、氙等)看不见摸不着,仅能通过示值准确的放射性气体监测仪加以反映。为此,国家发布了国防军工计量检定规程jjg(军工)137-2015《放射性气体监测仪》,来保障放射性气体监测仪的性能可靠,并且明确规定监测仪的检定周期一般不超过24个月。
2、然而,国内具备放射性气体监测仪现场校准能力的单位极少。尽管中国辐射防护研究院率先研发了在线氚监测仪现场校准装置,但此类装置仅适用于活度浓度极低(5%以下)的标准放射性气体,而对其它的高活度浓度(90%以上)标准放射性气体无法适用,并且目前针对高活度浓度气体的现场校准装置也未见相关报导。这造成涉核场所下,不同种类的放射性气体监测仪的现场校准能力空缺。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置及方法,能够与任意活度浓度的标准放射性气体配合适用,以弥补涉核场所下不同种类的放射性气体监测仪的现场校准能力缺陷。
2、为达到以上目的,本发明采用的技术方案如下:一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,所述装置包括沿第一管道依次连接的第一阀门、第四阀门、第一压力容器、第五阀门、第二压力容器、第六阀门、第十阀门,其中,所述装置还包括:
3、第一正四通,所述第一正四通安装于第一阀门与第四阀门之间的第一管道上,所述第一正四通的另外两个管道接口分别与第二阀门、第三阀门连接;
4、第二正四通,所述第二正四通安装于第六阀门与第十阀门之间的第一管道上,所述第二正四通的另外两个管道接口分别与第八阀门、第九阀门连接;
5、第一三通,所述第一三通安装于第六阀门与第二正四通之间的第一管道上,所述第一三通的第三个管道接口与第七阀门连接;所述第七阀门的另一端与第三卡箍法兰连接;
6、第二管道,所述第二管道上依次连接有所述第一压力容器、第十一阀门、第二三通、第十二阀门、第二压力容器;
7、第三管道,所述第三管道上依次连接有第一卡箍法兰、第十三阀门、第三三通、第十四阀门、第二卡箍法兰,所述第三三通的第三个管路接口与所述第二三通的第三个管路接口连接。
8、进一步,所述第一压力容器安装有第一压力表;所述第二压力容器安装有第二压力表。
9、进一步,所述第一管道、第二管道、第三管道均为不锈钢管道。
10、进一步,第一卡箍法兰通过不锈钢管道连接n2气体瓶;
11、第二卡箍法兰通过不锈钢管道连接放射性标准气体瓶;
12、第三卡箍法兰通过波纹管连接真空泵。
13、进一步,所述第三阀门、第九阀门分别通过橡胶软管连接循环泵;
14、所述第二阀门、第八阀门分别通过橡胶软管连接放射性气体监测仪。
15、进一步,所述循环泵的气体流量范围为1l·min-1~5l·min-1。
16、进一步,所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门采用不锈钢管道专用针阀标准件。
17、进一步,所述第十三阀门、第十四阀门采用不锈钢管道配套的气体微漏阀。
18、本发明还提供一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准方法,基于所述的任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置实现,所述方法包括如下步骤:
19、s1、将所述装置连接n2气体瓶、放射性标准气体瓶、真空泵、循环泵和放射性气体监测仪;
20、s2、打开真空泵,待其稳定运行后,打开第五阀门、第六阀门、第七阀门,将第一压力容器、第二压力容器内抽真空至0.1pa后,关闭第五阀门、第六阀门、第七阀门;
21、s3、打开第十一阀门,缓慢打开第十四阀门,将放射性标准气体充入第一压力容器中,关闭第十一阀门、第十四阀门,记录第一压力表示数p1;
22、s4、打开第十二阀门、第六阀门、第七阀门,利用真空泵抽离管道内残余的放射性标准气体,关闭第十二阀门、第六阀门、第七阀门;
23、s5、打开第十二阀门,缓慢打开第十三阀门,将n2气充入第二压力容器中,关闭第十二阀门、第十三阀门,记录第二压力表示数p2;
24、s6、打开第五阀门,将放射性标准气体与n2气充分混合,打开第四阀门、第六阀门、第三阀门、第九阀门,让混合气体在循环泵的驱动下循环;
25、s7、确认关闭放射性气体监测仪自身的循环泵后,开启阀门第二阀门、第八阀门,将混合气体注入放射性气体监测仪内,待放射性气体监测仪给出稳定的监测值m后,记录环境温度t和此时的第一压力表示数p3;
26、s8、将放射性废气处理管路与第一阀门、第十阀门连接,打开第一阀门、第十阀门,抽离管路内残余的混合气体;
27、s9、计算混合气体的放射性活度浓度约定真值a,对比监测值m,判断示值的准确性。
28、进一步,所述步骤s5中,第二压力表示数p2应确保p1+p2≈200kpa成立。
29、进一步,步骤s9中,根据下式计算混合气体的放射性活度浓度约定真值a,
30、
31、其中,a是混合气体的放射性活度浓度约定真值,单位bq·m-3;
32、λ是放射性标准气体的衰变修正因子;
33、ast是放射性标准气体在标准状态下的初始活度浓度,单位bq·m-3;
34、t是任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准时的环境温度,单位k;
35、v1是第一压力容器,加上所述第一压力容器与第四阀门、第十一阀门11、第五阀门之间管道的总体积,单位m3;
36、v2是第二压力容器,外加与其第五阀门、第十二阀门、第六阀门之间管道的总体积,单位m3;
37、v3是在第一阀门、第二阀门、第三阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门闭合情况下,除上述阀门封闭的体积之外,所述装置的剩余管道内部总体积,单位m3;
38、v4是循环泵、及循环泵连接用橡胶软管的内部总体积,单位m3;
39、v5是放射性气体监测仪、及放射性气体监测仪连接用橡胶软管的内部总体积,单位m3;
40、p1是步骤s3中仅将放射性标准气体充入第一压力容器时,第一压力表的示数,单位kpa;
41、p2是步骤s5中将n2气充入第二压力容器,第二压力表的示数,单位kpa;
42、p3是步骤s7中放射性气体监测仪给出稳定的监测值m后,第一压力表示数,单位kpa。
43、本发明的有益效果如下:采用本发明所提供的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置及方法,可以通过沿第一管道依次连接的第一阀门、第四阀门、第一压力容器、第五阀门、第二压力容器、第六阀门、第十阀门,安装于第一阀门与第四阀门之间的第一正四通分别与第二阀门、第三阀门连接;安装于第六阀门与第十阀门之间的第二正四通分别与第八阀门、第九阀门连接;安装于第六阀门与第二正四通之间的第一三通与第七阀门连接;依次连接有第一压力容器、第十一阀门、第二三通、第十二阀门、第二压力容器的第二管道,依次连接有第一卡箍法兰、第十三阀门、第三三通、第十四阀门、第二卡箍法兰的第三管道,以及第三三通与第二三通连接,能够将所述装置连接n2气体瓶、放射性标准气体瓶、真空泵、循环泵和放射性气体监测仪,从而与任意活度浓度的标准放射性气体配合适用,以弥补涉核场所下不同种类的放射性气体监测仪的现场校准能力缺陷。
1.一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述装置包括沿第一管道依次连接的第一阀门、第四阀门、第一压力容器、第五阀门、第二压力容器、第六阀门、第十阀门,其中,所述装置还包括:
2.根据权利要求1所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述第一压力容器安装有第一压力表;所述第二压力容器安装有第二压力表。
3.根据权利要求2所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述第一管道、第二管道、第三管道均为不锈钢管道。
4.根据权利要求3所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,第一卡箍法兰通过不锈钢管道连接n2气体瓶;
5.根据权利要求4所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述第三阀门、第九阀门分别通过橡胶软管连接循环泵;
6.根据权利要求5所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述循环泵的气体流量范围为1l·min-1~5l·min-1。
7.根据权利要求1所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门采用不锈钢管道专用针阀标准件。
8.根据权利要求1所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置,其特征在于,所述第十三阀门、第十四阀门采用不锈钢管道配套的气体微漏阀。
9.一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准方法,基于权利要求4所述的任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准装置实现,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准方法,其特征在于,所述步骤s5中,第二压力表示数p2应确保p1+p2≈200kpa成立。
11.根据权利要求9所述的一种任意活度浓度放射性气体监测仪现场校准方法,其特征在于,步骤s9中,根据下式计算混合气体的放射性活度浓度约定真值a,